專利名稱：高壓處理方法及高壓處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于對半導體晶片、液晶基板等具有超微細結構的試樣(被處理體)進行顯影、成膜、清洗、蝕刻、漂洗、置換、干燥等工序的高壓處理方法及高壓處理裝置。
背景技術：
眾所周知，在半導體芯片領域，其微細化正在快速發(fā)展。芯片內部的布線尺寸在10年前大約為1μm左右，而目前已微細化到0.18μm左右，甚至布線尺寸為0.13μm的器件也正在實用化。另一方面，布線尺寸為自0.10μm至0.07μm或者0.05μm的產品也被設定為具體目標，該開發(fā)也已啟動。
然而，隨著上述微細化的進展，目前開始出現(xiàn)現(xiàn)有技術難以解決的幾種新技術問題。其中，近年來毛細管力對微細結構所造成的倒塌或者崩潰現(xiàn)象要成為重大技術問題之一。大半的半導體芯片是通過對硅片施予多道的濕式處理(指使用液體的處理)進行制造。例如，在使用光致抗蝕劑的顯影工序中，將附著在晶片上的顯影液(堿性水溶液)用凈水漂洗之后，進行干燥。但在此過程中，隨著干燥的進行，水浸的晶片就曝露在液體(凈水)與氣體的界面，而產生強大的界面張力。該界面張力對顯影后平行豎立的壁形抗蝕劑引起互相吸引，進而造成倒塌現(xiàn)象。
例如，當制造稱之為“微機電系統(tǒng)”(Micro Electro MechanicalSystem)機電器件的過程中，由于微機電系統(tǒng)具有微細懸臂等剛性小的結構，還引起另一個技術問題。即，通常，這種器件在使用氫氟酸等水溶液進行蝕刻除去犧牲層，然后，使用漂洗液清洗、使之干燥。在這種情況下，在漂洗液的干燥過程中產生的毛細管力也引起懸臂的相互粘合以及懸臂與基底面的粘合。這種現(xiàn)象是眾所周知的。
為了解決上述問題，研究了各種方案。其中，利用高壓流體，特別是利用所稱超臨界流體進行干燥的方案為近年來引人注視的有力技術方案之一。通過利用超臨界流體，可以實現(xiàn)不存在氣液界面的狀態(tài)，即，可以在不容易產生毛細管力的狀態(tài)下進行干燥，可以防止倒塌以及崩潰的同時，還可以干燥微細結構。再者，通常將二氧化碳，由于其臨界點約為31℃、7.3MPa，易以操作，并且還具有不燃性、無毒性以及廉價之特性，用作超臨界流體。
另外，最近，7.4MPa被舉為二氧化碳的優(yōu)選超臨界狀態(tài)的壓力。
用于干燥處理之外，將超臨界二氧化碳用于半導體晶片等的清洗處理也令人注目，其可能性也正在被研討。以往的清洗工序采用了濕式處理，但是隨著往0.10μm以下的微細化以及新材料的適用化，清洗工序將要面臨深刻問題。即，在使用液體清洗的情況下，液體難以進入微細結構內部，造成清洗困難。特別是對于新一代絕緣膜等的材料，為了降低介電常數，其結構需要采用多孔性，從而，在濕式處理過程中，鉆入到微細孔里的液體就難以完全除去。這種殘留水分會嚴重影響到器件特性。然而，當使用超臨界二氧化碳(超臨界流體)時，由于它具有接近氣體的浸透性，能夠容易浸透到微細結構內部，進行清洗處理，并且可以消除如在濕式處理場合下會發(fā)生的液體殘留在微細部分的問題(參照例如特開平9-232266號公報)。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是提供一種對于半導體晶片、液晶基板等具有超微細結構的試樣(被處理體)進行規(guī)定的處理的方法以及處理裝置。特別是使用高壓流體，包括具有上述種種優(yōu)良性質的超臨界流體，對被處理體施予處理的同時，對處理的高效率化、均勻化要求可以進一步滿足的處理方法以及處理裝置。
為了達成上述目的，本發(fā)明的使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理的高壓處理方法是將所述高壓流體沖撞到配置在高壓處理室內的所述被處理體表面上之后，沿其表面流到該被處理體外邊。
另外，本發(fā)明的使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理的高壓處理方法還可以包括，所述高壓流體為超臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)的流體。
另外，本發(fā)明的使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理的高壓處理方法還可以包括，對所述被處理體施予以其表面的正交軸為中心的旋轉運動，以便將沖撞到該表面的高壓流體沿該表面流到該被處理體外邊。
另外，本發(fā)明的使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理的高壓處理方法還可以包括，將所述高壓流體在分散狀態(tài)下各自沖撞到所述被處理體表面上。
另外，本發(fā)明的使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理的高壓處理方法還可以包括，將所述被處理體表面朝上方地水平配置在高壓處理室內之后，將所述高壓流體從該表面上方大致垂直地導入而沖撞到該被處理體。
此外，本發(fā)明的高壓處理方法也可以包括以下工序將被處理體裝入到高壓處理室內的裝料工序；對該高壓處理室導入高壓流體，使該室內成為預定溫度壓力狀態(tài)的工序；將該高壓處理室內保持在一定壓力之下，將該高壓流體沖撞到該被處理體表面，再繼續(xù)沿其表面流到該被處理體外邊，而排出到高壓處理室之外的工序；將該高壓處理室內壓力減低至大氣壓的工序；以及將該被處理體從該高壓處理室內取出的工序。
另一方面，本發(fā)明的對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理的高壓處理裝置備有高壓容器，在其內部可以容納被處理體；流體供應機構，對所述高壓容器內的所述被處理體表面供應所述高壓流體；以及流體排出機構，將從所述流體供應機構對所述被處理體表面供應的所述高壓流體，沿其表面流到該被處理體外邊，再排出到所述高壓容器之外。
另外，本發(fā)明的對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理的高壓處理裝置還可以包括，所述高壓流體為超臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)的流體，供應到所述被處理體。
另外，本發(fā)明的對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理的高壓處理裝置還備有，所述流體供應機構還包括流體導入通路，設置于所述高壓容器中的與所述被處理體表面對向的壁部上，對該被處理體供應所述高壓流體；以及所述流體排出機構還包括流體排出通路，設置于所述高壓容器中的沿該被處理體表面往其周緣外延的位置的壁部上，將該高壓流體排出到高壓容器之外。
所述高壓處理裝置還可以包括，所述流體排通出路設置于，在沿所述被處理體表面延伸的方向上位于所述被處理體外側的所述高壓容器壁部上，且該流體排通出路的進口對著該被處理體周緣端部。
所述高壓處理裝置或者還可以包括，所述流體導入通路設置于所述高壓容器壁部，與所述被處理體表面中心對向；與該被處理體表面對向的該高壓容器壁部表面部分形成喇叭形，從該被處理體中心越離開、該壁部表面就越接近該被處理體表面。
另外，前述高壓處理裝置還可以包括，其中所述喇叭形壁部表面的形狀包含雙曲線形狀。前述高壓處理裝置或者還可以包括，在所述被處理體表面上的各點離開該被處理體表面中心的距離、與該各點和所述壁部表面的間距大致在反比例的關系之下，形成該壁部表面。
另外，本發(fā)明的對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理的高壓處理裝置還可以包括，用以旋轉所述被處理體的旋轉機構。高壓處理裝置還可以包括，所述流體供應機構還包括流體分散機構，由對置于該被處理體表面的閉塞板、以及在該閉塞板形成的多個流通孔而構成，用以向所述被處理體表面分散供應高壓流體的流動，該各流通孔的中心軸線以由旋轉機構對該被處理體施予旋轉的軸線為基準，往該被處理體旋轉方向的反向方向傾斜。
另外，本發(fā)明的對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理的高壓處理裝置還可以包括，所述流體供應機構還包括流體分散機構，用以向所述被處理體表面分散供應高壓流體的流動。
另外，前述高壓處理裝置還可以包括，所述流體分散機構由與所述被處理體表面對置的閉塞板、以及在該閉塞板上形成的多個流通孔而構成。該高壓處理裝置再可以包括，所述多個流通孔位于所述閉塞板上、并設置于以所述被處理體中心為中心的多個同心圓上，該各流通孔的孔徑設定為使流通該各流通孔的高壓流體的流速大致相同的尺寸，而且在每一個同心圓上相鄰的流通孔間距設定為當同心圓直徑越小該間距就越短。
前述高壓處理裝置或者還可以包括，所述流體分散機構含有對置于所述被處理體表面的多孔性材料部件。


圖1是本發(fā)明高壓處理裝置第一種實施方式的剖視圖。
圖2是本發(fā)明高壓處理裝置第二種實施方式的剖視圖。
圖3是本發(fā)明高壓處理裝置第三種實施方式的局部剖視圖。
圖4是設置在圖3所示的高壓容器內的流體分散機構的平面圖。
圖5是本發(fā)明高壓處理裝置第四種實施方式的高壓處理裝置的流體分散機構局部剖切斜視圖。
圖6是圖5所示的流體分散機構的剖視圖。
圖7是本發(fā)明高壓處理裝置第五種實施方式的局部剖視圖。
圖8是本發(fā)明高壓處理裝置第六種實施方式的局部剖視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明高壓處理方法以及高壓處理裝置的各實施方式進行說明。圖1表示本發(fā)明高壓處理裝置的第一種實施方式。該圖所示的高壓容器1備有由側壁4a以及頂壁4b一體形成為圓筒蓋形的上側件4、以及構成高壓容器1底壁的下側件5，上側件4與下側件5通過密封件7互相密合，并且上側件4與下側件5在上下方向上可以相對移動而可互相離合。從而高壓容器1可以自由開閉，上側件4與下側件5在密合狀態(tài)下其內腔形成高壓處理室9用作容納半導體晶片、液晶基板等(以下簡稱為晶片)晶片2。此外，在圖示的例子中，晶片2為圓盤形。
高壓處理室9內設有載置晶片2的載置臺11。在載置臺11的周緣上環(huán)狀地配有朝上方突出的支承爪12，在載置臺11中心朝下方突設支承軸13。將晶片2的外周部載置在載置臺11的支承爪12上，晶片2的表面2a(上表面)就朝上方地被水平配置在高壓處理室9內。
載置臺11的支承軸13通過高壓密封式導入旋轉機構15穿過高壓容器1的下側件5，高壓密封式導入旋轉機構15的旋轉軸連接到高壓容器1外部的旋轉機構16。此旋轉機構16以支承軸13為中心，在任意的轉速下可以將晶片2和載置臺11一起旋轉。換句話說，該實施方式備有旋轉機構，由載置臺11、支承軸13、高壓密封式導入旋轉機構15以及旋轉機構16構成，可以旋轉被處理體的晶片2。
在高壓容器1的上側件4頂壁4b上設有流體導入通路20。在流體導入通路20的上游側從上游順序配置儲氣瓶21、泵22、加熱器23以及高壓閥24。在儲氣瓶21內收容液體二氧化碳，該二氧化碳經過泵22加壓，再經過加熱器23加熱之后，變成高壓流體的超臨界二氧化碳(下面，除有必要分別記載，簡略為超臨界流體)。該超臨界流體通過流體導入通路20導入到高壓處理室9內。
在流體導入通路20向高壓處理室9的流出口下游側設有流體分散機構25。此流體分散機構25具有圓盤形的閉塞板27，與高壓容器1壁部嵌合；以及多個流通孔28，該孔上下貫通該閉塞板27。由于超臨界流體通過流體分散機構25，可以使導入到高壓處理室9內的超臨界流體對晶片2表面2a大致垂直地并均勻地供應到表面2a。換句話說，該實施方式備有流體供應機構，由上述流體導入通路20、其上游側流路、在該流路內設置的儲氣瓶21、泵22、加熱器23及高壓閥24、以及上述流體分散機構25構成，可以向容納在高壓處理室9內的晶片2表面2a供應高壓流體的超臨界流體。
高壓容器1設有調壓機構(未圖示)，可將高壓處理室9內的溫度控制至預定溫度。另外，高壓容器1還設有壓力表(未圖示)，用以檢測上側件4與下側件5在密合狀態(tài)下形成高壓處理室9的壓力。
在高壓容器1側(上側件4的側壁4a)設有流體排出通路26。該流體排出通路26為多個，放射狀地配置于高壓容器1。即，從流體導入通路20導入到高壓處理室9的超臨界流體通過流體分散機構25，對晶片2表面2a大致垂直地并均勻地供應到表面2a，進而沖撞到表面2a之后，沿表面2a往晶片2周緣方向流到晶片2外邊，再繼續(xù)通過流體排出通路26排出到高壓處理室9之外。
從高壓處理室9排出的超臨界流體通過調壓閥31降壓之后，經過分離槽32從高壓閥33排出。即，該實施方式備有流體排出機構，由上述流體排出通路26、其下游側流路以及在該流路內設置的調壓閥31、分離槽32及高壓閥33構成，可以從高壓處理室9排出對晶片2已施予了高壓處理的高壓流體，即，超臨界流體。再者，在圖1中表示了將超臨界二氧化碳通過高壓閥33放出到大氣中的實例，另外也可以采用再循環(huán)方式，例如，將通過高壓閥33出來的超臨界流體經所需器具再液化之后，回收到儲氣瓶21的方式。
再者，根據高壓處理的用途，為了對晶片2施予高壓處理而使用的超臨界流體(在此指超臨界二氧化碳)之中，可以添加該流體以外的試劑，例如有清洗劑以及相溶化劑。為此，在圖1所示的高壓處理裝置中設有旁路，從加熱器23與高壓閥24之間的流路分歧，旁通高壓閥24之后，匯合到該高壓閥24與流體導入通路20之間的流路。
在該旁路內設置了高壓閥35、混合器34以及高壓閥36。在高壓閥35與混合器34之間設有分歧流路，可以連通到儲藏試劑的貯槽41，并且在該分歧流路內設置了高壓閥43以及泵42。
當在超臨界流體之中添加試劑時，關閉高壓閥24而打開高壓閥35、36、43，儲藏在貯槽41的試劑就由泵42加壓，通過高壓閥43注入到超臨界流體的流動里。注入后，混合器34將超臨界流體與試劑均勻混合，進而溶化了試劑的超臨界流體通過流體導入通路20導入到高壓處理室9內。
根據如上所述的高壓處理裝置，導入到高壓處理室9的超臨界流體就向晶片2表面2a垂直沖撞，在表面2a使超臨界流體的流動產生紊亂，進而迅速地進行置換(超臨界流體融化殘留雜質或者水分)。因此，在清洗以及干燥處理中，通過陸續(xù)供應新鮮的流體，可以有效地進行這些處理。
此外，由于與晶片2表面2a接觸而含有雜質的處理后的超臨界流體直接流到晶片2外邊，通過流體排出通路26從高壓處理室9排出，因此，該流體不會彎入到晶片2的里面(下表面)，不會污染該里面。另外，通過對晶片2施予旋轉，可以提高晶片2的面內均勻性(即，可以將流過晶片2表面的流體的膜厚均勻)，以致進一步提高清洗以及干燥各處理效率。再者，以提高面內均勻性為目的，晶片2的轉速為100rpm左右就滿足其要求。如果以提高處理效率為目的，其轉速優(yōu)選為大約300-1000rpm的范圍。
下面對本發(fā)明用于絕緣膜的干燥處理進行說明。
首先，將晶片2濕式清洗，使之旋轉干燥后，載置在高壓容器1里的載置臺11上，關閉高壓容器1。接著，關閉高壓閥35、36以及調壓閥31，而打開高壓閥24。在此狀態(tài)下啟動泵22。泵22被啟動之后，將儲藏在儲氣瓶21的液體二氧化碳由泵22加壓，再加上由加熱器23加熱，轉變成超臨界狀態(tài)，將它經過流體導入通路20導入到高壓處理室9內。在此過程中，將高壓處理室9的溫度保持80℃，并且使用壓力表(未圖示)監(jiān)視高壓處理室9內的壓力，將加壓操作繼續(xù)到高壓處理室9內的壓力達到12MPa為止。
當高壓處理室9內的壓力達到12MPa時，打開調壓閥31。這時，調節(jié)調壓閥31的開度將供應到泵22的二氧化碳量、與通過調壓閥31排出的二氧化碳量控制成大致相同。通過此操作，高壓處理室9內的壓力大致在一定的狀態(tài)下，可以使超臨界流體流入到高壓處理室9內。接著，啟動旋轉機構16使晶片2轉速為100rpm，將此狀態(tài)繼續(xù)10分鐘。
通過上述操作，通過流體導入通路20導入的超臨界流體在均勻分散的狀態(tài)下，向晶片2表面2a垂直沖撞，在表面2a產生紊亂，進而迅速地與清洗液進行置換而流過去，導致使殘留在晶片2微細結構的濕分有效地溶入(進入)到超臨界流體里，同時，向晶片2表面2a的周緣(徑向)方向流過。在此處理中，干燥對象的絕緣膜指膜厚為幾個μm以下的薄膜。因此，通過上面所述的操作，即，使超臨界流體產生紊流而有效地在晶片2表面2a與水分進行置換，可以大幅度地縮短絕緣薄膜的干燥處理時間。然后，將濕分已溶入(進入)的超臨界流體通過設置于高壓容器1側的流體排出通路26向高壓處理室9之外排出。
這樣經過10分鐘后，停止泵22，關閉高壓閥24。通過此操作在高壓處理室9內殘留的超臨界流體通過調壓閥31向高壓處理室9之外排出，經過所定時間之后，高壓處理室9內的壓力就返回到大氣壓。故此，室內壓力返回到大氣壓之后，打開高壓容器1取出晶片2，結束干燥處理。再者，上述干燥處理之后，對從高壓處理室9取出的晶片2使用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)進行了殘留水分的檢測。檢測結果，顯示出其水分為所定下限值以下。
下面對本發(fā)明用于晶片的清洗進行說明。
首先，將晶片2蝕刻以及灰化處理后，載置在高壓容器1里的載置臺11上，關閉高壓容器1。接著，關閉高壓閥35、36以及調壓閥31，而打開高壓閥24，啟動泵22。泵22被啟動之后，將儲藏在儲氣瓶21的液體二氧化碳由泵22加壓，再加上由加熱器23加熱，轉變成超臨界狀態(tài)，將它經過流體導入通路20導入到高壓處理室9內。在此過程中，將高壓處理室9的溫度保持在45℃，并且使用壓力表(未圖示)監(jiān)視高壓處理室9內的壓力，將加壓操作繼續(xù)到高壓處理室9內的壓力達到14MPa為止。
當高壓處理室9內的壓力達到14MPa時，關閉高壓閥24，而打開高壓閥35、36、43以及調壓閥31，接著啟動泵42。這時，調節(jié)調壓閥31的開度將供應到泵22的二氧化碳量、與通過調壓閥31排出的二氧化碳量控制成大致相同。通過此操作，儲藏在貯槽41的清洗劑等試劑就由泵42加壓，注入到超臨界流體的流動里，由混合器34將試劑與超臨界流體均勻地混合之后，通過流體導入通路20導入到高壓處理室9內。因此，高壓處理室9內的壓力大致在一定的狀態(tài)下，溶化了試劑的超臨界流體流入通到高壓處理室9內。接著，啟動旋轉機構16使晶片轉速為100rpm，將此狀態(tài)繼續(xù)10分鐘。
通過上述操作，溶入了試劑的超臨界流體在均勻分散的狀態(tài)下，通過流體導入通路20導入到高壓處理室9內，而向晶片2表面2a垂直沖撞，在表面2a產生紊亂，進而迅速地與處理液進行置換而流過去，導致使超臨界流體中的試劑、與殘留在晶片2的抗蝕劑以及聚合物反應，同時，向晶片2表面2a的周緣方向(徑向方向)快速地流過去。在此處理中，如上所述，使流體產生紊流而可以有效地在晶片2表面2a進行置換(超臨界流體融化殘留雜質或者水分)，因而可以大幅度地縮短清洗處理時間。然后，已溶入(進入)了被清洗物質的超臨界流體就通過設置于高壓容器1側的流體排出通路26向高壓處理室9之外排出。
這樣經過10分鐘后，關閉高壓閥35、36以及43，打開高壓閥24，而停止泵42。通過此操作，超臨界流體(未包含試劑)流過同樣的流路漂洗晶片2的表面2a。
將漂洗工序繼續(xù)10分鐘后，停止泵22，而關閉高壓閥24。由此，殘留在高壓處理室9內的超臨界流體通過調壓閥31向高壓處理室9外排出，經過所定時間之后，高壓處理室9內的壓力就返回到大氣壓。故此，室內壓力返回到大氣壓之后，打開高壓容器1取出晶片2，結束清洗處理。
再者，在上述操作實例中，漂洗工序為一次，但根據需要在使用第一試劑的清洗工序和由超臨界二氧化碳(未包含試劑)進行的漂洗工序之間，可以添加使用第二試劑的漂洗工序。另外，還可以添加使用第三試劑的工序。這些是根據清洗對象的性質可以適宜選擇。
圖2表示本發(fā)明高壓處理裝置的第二種實施方式。
此圖中所示的高壓處理裝置備有兩條分歧流路，從高壓閥35和混合器34之間的旁路分歧，一條可以連通到儲藏試劑的貯槽41、另一條可以連通到貯槽41A，并且一條可連通到貯槽41側的分歧流路內設置了高壓閥43以及泵42，另一條可連通到貯槽41A側的分歧流路內設置了高壓閥43A以及泵42A。
根據上述構成，例如在置于一側的貯槽41儲藏第一試劑，而在置于另一側的貯槽41A儲藏第二試劑，通過適宜控制高壓閥43、43A的開閉而轉換試劑的種類，以致使用不同種類的試劑，可以實施兩種漂洗處理(第一道以及第二道工序)。
圖3以及圖4另外表示本發(fā)明高壓處理裝置的第三種實施方式。
在這些圖所示的高壓處理裝置備有下述特征的流通孔28。其特征是，各流通孔28貫通流體分散機構25的上述閉塞板27，設置于以晶片中心為中心的多個同心圓上，并且將各流通孔28的各孔徑設定為使超臨界流體流通各孔的流速為大致相同的尺寸，而且在每一個同心圓上相鄰的流通孔間距設定為同心圓直徑越小該間距就越短。即，各流通孔28分布在以晶片中心為中心的上述閉塞板27的同心圓上，使流通各孔的超臨界流體流速大致相同，而且在閉塞板27上、位于靠近徑向方向中心的某一個同心圓上相鄰的流通孔間距，要比位于靠近徑向方向外側的另一個同心圓上相鄰的流通孔間距短。除了上面特征，其他構成就與圖1所示的高壓處理裝置相同。
這樣構成的高壓處理裝置，由于從各流通孔流出的超臨界二氧化碳的流速大致均勻，進而可以使在晶片2表面2a上的超臨界流體流速大致均勻。
另外，還可以一面抑制超臨界流體的消費量，一面將超臨界流體大致均勻地流到晶片2表面2a全體。換句話說，由于通過流通孔28向晶片2供應的超臨界流體是如圖3所示，從晶片2的中心領域(置于徑向方向中心的領域)往周緣領域(置于徑向方向外側的領域)流過去，假使在閉塞板27徑向方向內側的同心圓上相鄰的流通孔28間距、和在徑向方向其外側的同心圓上相鄰的流通孔28的間距相同的話，在周緣領域產生過剩的超臨界流體的流過量，導致超臨界流體在晶片2表面2a的流過量不均勻，以及使超臨界流體消費必要以上的量。但是如圖4所示，將在同心圓上相鄰的流通孔的間距設定為上述構成，即，在閉塞板27上對置于晶片中央領域的部分、與對置于晶片周緣領域的部分相比，越向同心圓中心，流通孔的間距就越短小地構成各流通孔位置，可以防止過剩的超臨界流體流過晶片2的周緣部分，導致將適量的超臨界流體均勻流到晶片表面全體。
因此，根據上述構成的高壓處理裝置，可以使流過晶片2表面2a的超臨界二氧化碳量以及其速度均勻，導致進一步均勻地處理晶片2的同時，抑制流體的浪費。
圖5以及圖6再另外表示本發(fā)明高壓處理裝置的第四種實施方式。
在這些圖所示的高壓處理裝置備有下述特征的流通孔28。其特征是，各流通孔28貫通流體分散機構25的上述閉塞板27，并且各孔的中心軸線以上下方向(晶片2的旋轉軸線方向)為基準，往晶片2旋轉方向的反向方向傾斜(即，如圖6所示，從晶片2的旋轉軸線方向上方觀察閉塞板27的話，同一個流通孔28的閉塞板27下表面開口置于其上表面開口的旋轉方向始點側)。除了上面特征，其他構成就與圖1所示的高壓處理裝置相同。
這樣構成的高壓處理裝置，由于向晶片2供應超臨界流體的方向是和由晶片2的旋轉產生的運動方向反向傾斜，因此超臨界流體變成紊流，促進該流體的分散。從而可以進一步有效地進行晶片2的處理。
另外，如圖7所示本發(fā)明高壓處理裝置第五種實施方式，可將上述具有流通孔28的閉塞板27改為由燒結陶瓷等多孔性材料形成的板狀部件40。根據上述構成，由于超臨界流體彎彎曲曲地穿通多孔性材料內部，促進該流體的分散，從而可以對晶片2表面2a均勻供應超臨界流體。
圖8還另外表示本發(fā)明高壓處理裝置的第六種實施方式。
在此圖所示的高壓處理裝置之中，高壓容器1頂壁4b的內表面4c形成喇叭形(漏斗形)，即，從晶片2的中心往周緣方向(徑向方向)越離開，內表面4c就越接近表面2a，以致形成流體分散機構25。
這樣，通過流體導入通通路20導入到高壓處理室9內的超臨界流體就由流體分散機構25分散供應到晶片2表面2a全領域。該流體沖撞到晶片2表面2a之后，沿晶片2表面2a往周緣方向流到晶片2外邊，而通過流體排出通路26向高壓處理室9之外排出。因此，可以使超臨界流體均勻供應到晶片2表面2a。
再者，為了使流體進一步均勻分散到晶片2表面2a全領域，例如，高壓容器1頂壁4b內表面的喇叭形(漏斗形)可形成為包含雙曲線形的喇叭形。這樣可以使表面2a上的超臨界流體的流速均勻。
另一方面，將在晶片2表面2a上的各點離開晶片2中心的距離，與其表面2a各點和高壓容器1的頂壁4b內表面4c之間的間隔成為大致反比例的關系之下，形成內表面4c。該構成也有利于對晶片2表面2a的超臨界流體的流速均勻。
再者，在上面說明了將超臨界二氧化碳(超臨界流體)用作高壓流體的實施方式。替代它也可以使用亞臨界狀態(tài)的二氧化碳。本發(fā)明的亞臨界狀態(tài)指該壓力以及溫度之中，一個狀態(tài)量或者兩個狀態(tài)量位于超臨界狀態(tài)的低方鄰域，其優(yōu)選為位于液相鄰域。另外，不限于二氧化碳，水、氨、一氧化二氮或者乙醇也可以作為高壓流使用。即，具有1MPa以上的壓力的流體就可用于高壓流體。在本發(fā)明所述的高壓流體指壓力為1MPa以上的流體。優(yōu)選的高壓流體為具有高密度、高溶解性、低粘度、高擴散性的流體，更優(yōu)選的高壓流體為如上所述的超臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)的流體。將二氧化碳作為超臨界流體使用，其狀態(tài)量為31℃、7.1MPa以上。在該溫度之下，優(yōu)選的壓力為7.4MPa以上。在于清洗和清洗后的漂洗以及干燥、顯影等工序使用，高壓流體優(yōu)選為5-30MPa的亞臨界流體或者超臨界流體，更優(yōu)選為7.1-20MPa，在該流體狀態(tài)下進行這些處理。更加優(yōu)選為7.4-20MPa，在該流體狀態(tài)下進行這些處理。
另外，將二氧化碳用作亞臨界流體的場合下，其優(yōu)選為二氧化碳的溫度在10℃以上31℃未滿的范圍、其壓力大于或等于7.4Mpa的狀態(tài)，更優(yōu)選為其溫度在10℃以上31℃未滿的范圍、其壓力在5.0MPa以上7.4MPa未滿的范圍的狀態(tài)。
權利要求
1.一種高壓處理方法，使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理，其特征在于，將所述高壓流體沖撞到配置在高壓處理室內的所述被處理體表面上之后，沿其表面流到該被處理體外邊。
2.根據權利要求1所述的高壓處理方法，其特征在于，所述高壓流體為超臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)的流體。
3.根據權利要求1所述的高壓處理方法，其特征在于，對所述被處理體施予以其表面的正交軸為中心的旋轉運動，以便將沖撞到該表面的高壓流體沿該表面流到該被處理體外邊。
4.根據權利要求1所述的高壓處理方法，其特征在于，將所述高壓流體在分散狀態(tài)下各自沖撞到所述被處理體表面上。
5.根據權利要求1所述的高壓處理方法，其特征在于，將所述被處理體表面朝上方地水平配置在高壓處理室內之后，將所述高壓流體從該表面上方大致垂直地導入而沖撞到該被處理體。
6.一種高壓處理方法，其特征在于，包括以下工序將被處理體裝入到高壓處理室內的裝料工序；對該高壓處理室導入高壓流體，使該室內成為預定溫度壓力狀態(tài)的工序；將該高壓處理室內保持在一定壓力之下，將該高壓流體沖撞到該被處理體表面，再繼續(xù)沿其表面流到該被處理體外邊，而排出到高壓處理室之外的工序；將該高壓處理室內壓力減低至大氣壓的工序；以及將該被處理體從該高壓處理室內取出的工序。
7.一種高壓處理裝置，對被處理體供應高壓流體而進行高壓處理，其特征在于，具有高壓容器，在其內部可以容納被處理體；流體供應機構，對所述高壓容器內的所述被處理體表面供應所述高壓流體；以及流體排出機構，將從所述流體供應機構對所述被處理體表面供應的所述高壓流體，沿其表面流到該被處理體外邊，再排出到該高壓容器之外。
8.根據權利要求7所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述高壓流體為超臨界狀態(tài)或者亞臨界狀態(tài)的流體，供應到所述被處理體。
9.根據權利要求7所述的高壓處理裝置，其特征在于所述流體供應機構還包括流體導入通路，設置于所述高壓容器中的與所述被處理體表面對向的壁部上，對該被處理體供應所述高壓流體；以及所述流體排出機構還包括流體排出通路，設置于所述高壓容器中的沿該被處理體表面往其周緣外延的位置的壁部上，將該高壓流體排出到高壓容器之外。
10.根據權利要求7所述的高壓處理裝置，其特征在于，還包括，用以旋轉所述被處理體的旋轉機構。
11.根據權利要求7所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述流體供應機構還包括流體分散機構，用以向所述被處理體表面分散供應高壓流體的流動。
12.根據權利要求11所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述流體分散機構由與所述被處理體表面對置的閉塞板、以及在該閉塞板上形成的多個流通孔而構成。
13.根據權利要求12所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述多個流通孔位于所述閉塞板上、并設置于以所述被處理體中心為中心的多個同心圓上，該各流通孔的孔徑設定為使流通該各流通孔的高壓流體的流速大致相同的尺寸，而且在每一個同心圓上相鄰的流通孔間距設定為當同心圓直徑越小該間距就越短。
14.根據權利要求11所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述流體分散機構含有對置于所述被處理體表面的多孔性材料部件。
15.根據權利要求10所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述流體供應機構還包括流體分散機構，由對置于該被處理體表面的閉塞板、以及在該閉塞板形成的多個流通孔而構成，用以向所述被處理體表面分散供應高壓流體的流動，該各流通孔的中心軸線以由旋轉機構對該被處理體施予旋轉的軸線為基準，往該被處理體旋轉方向的反向方向傾斜。
16.根據權利要求9所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述流體排通出路設置于，在沿所述被處理體表面延伸的方向上位于所述被處理體外側的所述高壓容器壁部上，且該流體排通出路的進口對著該被處理體周緣端部。
17.根據權利要求9所述的高壓處理裝置，其特征在于所述流體導入通路設置于所述高壓容器壁部，與所述被處理體表面中心對向；與該被處理體表面對向的該高壓容器壁部表面部分形成喇叭形，從該被處理體中心越離開、該壁部表面就越接近該被處理體表面。
18.根據權利要求17所述的高壓處理裝置，其特征在于，所述喇叭形壁部表面的形狀包含雙曲線形狀。
19.根據權利要求17所述的高壓處理裝置，其特征在于，在所述被處理體表面上的各點離開該被處理體表面中心的距離、與該各點和所述壁部表面的間距大致在反比例的關系之下，形成該壁部表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓處理方法及高壓處理裝置，使用高壓流體而對被處理體施予高壓處理，其中，將所述高壓流體沖撞到配置在高壓處理室內的所述被處理體表面上之后，沿其表面流到該被處理體外邊。
文檔編號H01L21/00GK1497667SQ20031010288
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月22日 優(yōu)先權日2002年10月22日
發(fā)明者吉川哲也, 井上陽一, 渡邊克充, 增田薰, 飯島勝之, 巖田智巳, 村岡祐介, 齊藤公続, 溝端一國雄, 一, 之, 介, 充, 國雄, 巳 申請人:株式會社神戶制鋼所, 大日本屏影象制造株式會社